CN104061166A - 多气缸旋转式压缩机及冷冻循环装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种多气缸旋转式压缩机及冷冻循环装置。所述多气缸旋转式压缩机具有：压缩机主体(2)，于密闭箱(8)内收容具有上下方向的轴心的旋转轴(9)、连结在所述旋转轴(9)上端侧的电动机部(10)以及连结在旋转轴(9)下端侧且位于上下的上部压缩机构部(11)及下部压缩机构部(12)；储液器(3)，设置在压缩机主体(2)旁边；及上部吸入管(24a)及下部吸入管(24b)，贯通储液器(3)底部而设，一端在储液器(3)内的上方开口，另一端一对一连接于上部压缩机构部(11)及下部压缩机构部(12)；且在连接于下部压缩机构部(11)的下部吸入管(24b)的位于储液器(3)内的上方端部设有空间腔体(26)。

Description

多气缸旋转式压缩机及冷冻循环装置

技术领域

本发明的实施方式涉及一种多气缸旋转式压缩机及具备该多气缸旋转式压缩机的冷冻循环装置。

背景技术

作为空调设备等的冷冻循环装置中使用的多气缸旋转式压缩机，如下述专利文献1的揭示所述，已知有如下类型：具备压缩机主体及储液器(accumulator)，该压缩机主体是将电动机部及二个压缩机构部收容于密闭箱(case)内，该储液器为了将液体制冷剂分离而仅将气体(gas)制冷剂供给至压缩机构部而设置于压缩机主体旁边，且利用吸入管分别将储液器与各压缩机构部连接。

专利文献1所揭示的多气缸旋转式压缩机中，通过在一个吸入管的中间部设置空间腔体(volume)来调整各吸入管的共鸣频率，使增压的峰值(peak)移动而提高体积效率。

然而，在此种多气缸旋转式压缩机中，设在一个吸入管的中间部的空间腔体位于储液器的外部，大气压作用于空间腔体的外部，供给至压缩机构部的低压的气体制冷剂的压力作用于空间腔体的内部。因此，空间腔体需要具有能承受外部与内部的压力差或气体制冷剂的压力变动的强度，从而制造成本(cost)提升(up)。

[现有技术文献]

[专利文献][专利文献1]日本专利第4504667号公报

发明内容

本发明的实施方式的目的在于提供一种能提高体积效率、并且能确保储液器的容量的多气缸旋转式压缩机及具备该多气缸旋转式压缩机的冷冻循环装置。

实施方式中的多气缸旋转式压缩机的特征在于，具有：压缩机主体，于密闭箱内收容有具有上下方向的轴心的旋转轴、连结在该旋转轴的上端侧的电动机部、以及连结在旋转轴的下端侧且位于上下的上部压缩机构部及下部压缩机构部；储液器，设置于压缩机主体的旁边；及上部吸入管及下部吸入管，贯通储液器的底部而设置，一端在储液器内的上方开口，另一端一对一地连接于上部压缩机构部及下部压缩机构部；且在连接于下部压缩机构部的下部吸入管的位于储液器内的上方端部，设有空间腔体。

实施方式中的冷冻循环装置包括：所述多气缸旋转式压缩机、连接于所述多气缸旋转式压缩机的冷凝器、连接于所述冷凝器的膨胀装置、及连接在所述膨胀装置与所述多气缸旋转式压缩机之间的蒸发器。

由此，可获得能够提高体积效率且能确保储液器的容量的多气缸旋转式压缩机及具备该多气缸旋转式压缩机的冷冻循环装置。

附图说明

图1是第一实施方式中以截面表示的包含多气缸旋转式压缩机的冷冻循环装置的构成图。

图2是表示第一实施方式的多气缸旋转式压缩机的运转频率与体积效率的关系的关系图。

图3是表示与第一实施方式进行比较的且2个吸入管的长度不同的比较例中多气缸旋转式压缩机的运转频率与体积效率的关系的关系图。

图4是第二实施方式中以截面表示的包含多气缸旋转式压缩机的冷冻循环装置的构成图。

附图标记：

1：冷冻循环装置

2：压缩机主体

3：储液器

4、4A：多气缸旋转式压缩机

5：冷凝器

6：膨胀装置

7：蒸发器

8、14：密闭箱

9：旋转轴

10：电动机部

11：上部压缩机构部

12：下部压缩机构部

13：润滑油

15：主轴承

16：副轴承

17a：上部偏心部

17b：下部偏心部

18：转子

19：定子

20a：上部气缸室

20b：下部气缸室

21a：上部气缸

21b：下部气缸

22：分隔板

23a：上部滚筒

23b：下部滚筒

24a：上部吸入管

24b：下部吸入管

25：支撑构件

26、31：空间腔体

27：空间腔体的上端侧开口部

28：上部吸入管的上端侧开口部

32：框体

L1、L2：流路长度

t1、t2：壁厚

具体实施方式

以下，基于附图对本发明的实施方式进行说明。

(第一实施方式)

基于图1至图3对第一实施方式进行说明。图1中表示冷冻循环装置1，该冷冻循环装置1具有：多气缸旋转式压缩机4，具有压缩机主体2、及设置于该压缩机主体2旁边的储液器3；冷凝器5，连接在压缩机主体2的喷出侧；膨胀装置6，连接于冷凝器5；及蒸发器7，连接在膨胀装置6与储液器3之间。

作为作动流体的制冷剂在该冷冻循环装置1内循环，反复进行从制冷剂散热、向制冷剂吸热。

压缩机主体2具有形成为圆筒状的密闭箱8，于密闭箱8内收容着具有上下方向的轴心且可围绕该轴心旋转的旋转轴9、连结在该旋转轴9的上端侧的电动机部10、连结在旋转轴9的下端侧的二个压缩机构部(位于上侧的上部压缩机构部11及位于下侧的下部压缩机构部12)。另外，润滑油13存积在密闭箱8内的底部。

储液器3具有圆筒状的密闭箱14，当制冷剂在冷冻循环装置1内循环时，使制冷剂中所含的液体制冷剂分离，仅将气体制冷剂经由后述的上部及下部的二个吸入管24a、吸入管24b供给至上部压缩机构部11及下部压缩机构部12。

冷凝器5使从压缩机主体2喷出的高压的气体制冷剂凝结，而作为液体制冷剂。

膨胀装置6对经冷凝器5凝结后的液体制冷剂进行减压。

蒸发器7使经膨胀装置6减压后的液体制冷剂蒸发。

旋转轴9具有上下方向的轴心，由主轴承15及副轴承16支撑且以可围绕该轴心旋转的方式设置。在旋转轴9的主轴承15与副轴承16之间，设有构成上部压缩机构部11的一部分的圆柱状的上部偏心部17a、及构成下部压缩机构部12的一部分的圆柱状的下部偏心部17b。

上述上部偏心部17a及下部偏心部17b是以180°的相位差而形成有相同的直径。

电动机部10具有固定在旋转轴9上且与旋转轴9一体旋转的转子18、及固定在密闭箱8的内侧且配置在包围转子18的位置上的定子19。在转子18上设有永久磁铁(未图示)，在定子19上卷绕着通电用的线圈(coil)(未图示)。

上部压缩机构部11具有上部气缸21a，该上部气缸21a的内部具有上部气缸(cylinder)室20a，上部气缸室20a的上方端面被主轴承15闭合，上部气缸室20a的下方端面被分隔板22闭合。

分隔板22是为了将上部压缩机构部11与下部压缩机构部12分隔而设的板状的构件。旋转轴9的上部偏心部17a位于上部气缸室20a内，上部滚筒(roller)23a嵌合于该上部偏心部17a。

当旋转轴9旋转时，上部滚筒23a是以一边使其外周面线接触于上部气缸21a的内周面一边在上部气缸室20a内偏心旋转的方式配置。

上部气缸21a内以可伸缩的方式收容有叶片(blade，未图示)，该叶片是将前端部抵接于上部滚筒23a的外周面，随着旋转轴9的旋转而将上部气缸室20a内分隔成容积及压力随时间变化的二个空间。

在该上部压缩机构部11中，随着旋转轴9的旋转，将低压的气体制冷剂吸入至上部气缸室20a内进行加压，将经加压后成为高压的气体制冷剂喷出至密闭箱8内。

而且，下部压缩机构部12具有下部气缸21b，该下部气缸21b的内部具有下部气缸室20b，下部气缸室20b的上方端面被分隔板22闭合，下部气缸室20b的下方端面被副轴承16闭合。

旋转轴9的下部偏心部17b位于下部气缸室20b内，下部滚筒23b嵌合于该下部偏心部17b。当旋转轴9旋转时，下部滚筒23b是以一边使其外周面线接触于下部气缸21b的内周面一边在下部气缸室20b内偏心旋转的方式配置。

下部气缸21b内以可伸缩的方式收容有叶片(未图示)，该叶片是将前端部抵接于下部滚筒23b的外周面，随着旋转轴9的旋转而将下部气缸室20b内分隔成容积及压力随时间变化的二个空间。

该下部压缩机构部12中，随着旋转轴9的旋转，将低压的气体制冷剂吸入至下部气缸室20b内进行加压，将经加压后成为高压的气体制冷剂喷出至密闭箱8内。

这里，对于从储液器3向上部压缩机构部11及下部压缩机构部12供给气体制冷剂的机构进行说明。在储液器3与压缩机主体2之间设有二个吸入管(上部吸入管24a、下部吸入管24b)，将储液器3内的气体制冷剂通过上部吸入管24a内而供给至上部压缩机构部11，而且，将储液器3内的气体制冷剂通过下部吸入管24b内而供给至下部压缩机构部12。

上述上部吸入管24a及下部吸入管24b是贯通储液器3的密闭箱14的底部而设置，上部吸入管24a及下部吸入管24b的一端是在储液器3内的上方开口。

而且，上部吸入管24a及下部吸入管24b的位于储液器3内的上方的一端侧是由安装在储液器3内的板状的支撑构件25支撑。

在位于储液器3内的下部吸入管24b的上方端部，安装有空间腔体26。该空间腔体26是由不同于下部吸入管24b的构件形成，且呈以比下部吸入管24b的直径更粗的直径而鼓起的形状，并且，是以不会影响下部吸入管24b的共鸣频率的容积而形成。

而且，空间腔体26的壁厚为“t1”，形成为比下部吸入管24b的壁厚“t2”薄。另外，空间腔体26的上端侧开口部27与上部吸入管24a的上端侧开口部28位于大致相同的高度。

上部吸入管24a及下部吸入管24b中贯通储液器3的底部而导出的位于下侧的另一端部分是朝向压缩机主体2侧呈直角弯曲而贯通密闭箱8的侧面，上部吸入管24a的另一端连接于上部压缩机构部11，下部吸入管24b的另一端连接于下部压缩机构部12。

也就是说，二个上部吸入管24a及下部吸入管24b是一对一地连接于二个上部压缩机构部11及下部压缩机构部12。

当将上部吸入管24a的流路长度设为“L1”、将下部吸入管24b的流路长度设为“L2”时，如果对上述流路长度L1、流路长度L2进行比较，则可知，在贯通储液器3的底部而位于储液器3的下侧的部分，上部吸入管24a比下部吸入管24b短，另一方面，在储液器3内，上部吸入管24a比下部吸入管24b长，但就整体的长度而言，上部吸入管24a的流路长度“L1”与下部吸入管24b的流路长度“L2”为大致相同的长度。

这里，在所述构造的旋转式压缩机中，能使从储液器将气体制冷剂吸入至压缩机构部的吸入管的共鸣频率f[Hz]与运转频率一致，且通过利用增压效应能提高被吸入至气缸室的气体制冷剂的体积效率。此时的吸入管的共鸣频率f[Hz]可由

f=(2m-1)C／4(L+V／A)表示。

其中，m=1、2、3、......

而且，C：制冷剂的音速(m／s)

L：吸入管的长度(m)

V：排除容积(m³)

A：吸入管的截面积(m²)。

在此种构成中，通过对该多气缸旋转式压缩机4的电动机部10通电而使旋转轴9围绕轴心旋转，且在旋转轴9旋转的同时，上部滚筒23a及下部滚筒23b在上部气缸室20a及下部气缸室20b内偏心旋转，且上部压缩机构部11及下部压缩机构部12受到驱动。

当上部压缩机构部11及下部压缩机构部12被驱动时，随着上部滚筒23a及下部滚筒23b的偏心旋转，上部气缸室20a及下部气缸室20b内的二个空间的容积及压力发生变化。

而且，利用该空间内的容积及压力的变化，低压的气体制冷剂从储液器3内通过上部吸入管24a及下部吸入管24b内而被吸入至上部气缸室20a及下部气缸室20b内，且已被吸入的低压的气体制冷剂受到压缩而成为高压的气体制冷剂。

将已达到高压的气体制冷剂喷出至压缩机主体2的密闭箱8内，密闭箱8内的高压的气体制冷剂在冷凝器5、膨胀装置6、蒸发器7、储液器3内循环，成为低压的气体制冷剂后再次从储液器3被吸入至上部气缸室20a及下部气缸室20b内。

这里，上部吸入管24a的流路长度“L1”与下部吸入管24b的流路长度“L2”大致相同，因此，上部吸入管24a及下部吸入管24b的与其流路长度对应的共鸣频率彼此接近，如图2的关系图所示，在上部压缩机构部11及下部压缩机构部12，体积效率达到最大时的运转频率的值彼此接近。

因此，通过在该接近的值的运转频率下使多气缸旋转式压缩机4运转，能提高压缩机构部整体的体积效率。

而且，在储液器3内的下部吸入管24b的上方端部安装有空间腔体26，空间腔体26的上端侧开口部27与储液器3内的上部吸入管24a的上端侧开口部28的高度位置大致相同，因此，无需使储液器3大型化便能确保储液器3内的液体制冷剂存积容量。

由此，无需使压缩机主体2或储液器3大型化便能提供压缩能力高的多气缸旋转式压缩机4。

另一方面，图3是表示用于与第一实施方式进行比较的、将气体制冷剂吸入至二个压缩机构部的且二个吸入管的流路长度不同的比较例中多气缸旋转式压缩机的运转频率与体积效率的关系的关系图。

根据图3所示的关系图，二个吸入管的共鸣频率根据其长度而不同，因此，在二个压缩机构部，体积效率达到最大时的运转频率的值不同。因此，无法在二个压缩机构部的体积效率均达到最大时的运转频率下使多气缸旋转式压缩机运转，从而压缩机构部整体的体积效率的提高受到抑制。

空间腔体26是由不同于下部吸入管24b的构件形成，且安装在下部吸入管24b的上方端部，因此，空间腔体26的设计自由度提高，空间腔体26的制造变得容易而且能降低制造成本。

而且，因空间腔体26配置在储液器3内，所以，作用于空间腔体26的外部及内部的压力相等，即使将空间腔体26的壁厚“t1”设为比下部吸入管的壁厚“t2”薄，强度上也不会存在问题，通过使空间腔体26的壁厚较薄，能进一步降低空间腔体26的制造成本。

(第二实施方式)

基于图4对第二实施方式进行说明。另外，对于与第一实施方式中所说明的构成要素相同的构成要素标注相同的符号，且省略重复的说明。

第二实施方式的多气缸旋转式压缩机4A的基本构成与第一实施方式的多气缸旋转式压缩机4相同，第二实施方式的多气缸旋转式压缩机4A与第一实施方式的多气缸旋转式压缩机4的不同之处在于：位于储液器3内的安装在下部吸入管24b的上方端部的空间腔体31的构成。

该空间腔体31是由支撑构件25、及固定在该支撑构件25上的框体32形成。即，空间腔体31是利用支撑下部吸入管24b的支撑构件25的一部分而形成。

空间腔体31是呈以比吸入管24b的直径更粗的直径而鼓起的形状，并且，是以不会影响下部吸入管24b的共鸣频率的容积而形成。

而且，框体32的壁厚为“t1”，形成为比下部吸入管24b的壁厚“t2”薄。而且，空间腔体31的上端侧开口部27与上部吸入管24a的上端侧开口部28位于大致相同的高度。

在此种构成下，该多气缸旋转式压缩机4A中，上部吸入管24a的流路长度“L1”与下部吸入管24b的流路长度“L2”大致相同，因此，如图2的关系图所示，能提高压缩机构部整体的体积效率。

而且，在储液器3内的下部吸入管24b的上方端部安装有空间腔体31，空间腔体31的上端侧开口部27与储液器3内的上部吸入管24a的上端侧开口部28的高度位置大致相同，因此，无需使储液器3大型化便能确保储液器3内的液体制冷剂存积容量。

由此，无需使压缩机主体2或储液器3大型化便能提供压缩能力高的多气缸旋转式压缩机4A。

空间腔体31是局部利用支撑构件25而形成，因此能增大空间腔体31的容积。而且，通过增大空间腔体31的容积，能更加减少对于下部吸入管24b的共鸣频率的影响。

由此，能使上部吸入管24a及下部吸入管24b的共鸣频率更接近，通过在该接近的值的运转频率下使多气缸旋转式压缩机4A运转，能提高压缩机构部整体的体积效率，且无需使压缩机主体2或储液器3大型化便能提供压缩能力高的多气缸旋转式压缩机4A。

以上，已对本发明的若干实施方式进行了说明，但这些实施方式是作为示例而提出，并非意在限定发明的范围。这些实施方式能以其他多种形态实施，且能在不脱离发明的宗旨的范围内进行各种省略、置换、变更。这些实施方式或其变形属于发明的范围或宗旨内，同样，也属于权利要求所揭示的发明及与其等同的范围内。

Claims (6)

1.一种多气缸旋转式压缩机，其特征在于，包括：

压缩机主体，于密闭箱内收容有具有上下方向的轴心的旋转轴、连结在所述旋转轴的上端侧的电动机部、及连结在所述旋转轴的下端侧且位于上下的上部压缩机构部及下部压缩机构部；

储液器，设置在所述压缩机主体的旁边；及

上部吸入管及下部吸入管，贯通所述储液器的底部而设置，一端在所述储液器内的上方开口，另一端一对一地连接于所述上部压缩机构部及所述下部压缩机构部；且

在连接于所述下部压缩机构部的所述下部吸入管的位于所述储液器内的上方端部，设有空间腔体。

2.根据权利要求1所述的多气缸旋转式压缩机，其特征在于，

所述空间腔体是由不同于所述下部吸入管的构件形成，且安装在所述下部吸入管的上方端部。

3.根据权利要求2所述的多气缸旋转式压缩机，其特征在于，

所述空间腔体的壁厚比所述下部吸入管的薄。

4.根据权利要求1至3中任一所述的多气缸旋转式压缩机，其特征在于，

所述空间腔体是利用在所述储液器内支撑所述下部吸入管的支撑构件的至少一部分而形成。

5.一种冷冻循环装置，其特征在于，包括：

权利要求1至3中任一所述的多气缸旋转式压缩机、连接于所述多气缸旋转式压缩机的冷凝器、连接于所述冷凝器的膨胀装置、及连接于所述膨胀装置与所述多气缸旋转式压缩机之间的蒸发器。

6.一种冷冻循环装置，其特征在于，包括：

权利要求4所述的多气缸旋转式压缩机、连接于所述多气缸旋转式压缩机的冷凝器、连接于所述冷凝器的膨胀装置、及连接在所述膨胀装置与所述多气缸旋转式压缩机之间的蒸发器。